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Branchen und Arbeitsbereiche

Embedded-Entwicklung über drei Jahrzehnte hinweg ist branchenübergreifend. Die folgenden neun Bereiche bilden die Themen ab, in denen ich tatsächlich gearbeitet habe — nicht das, was vielleicht möglich wäre.

Wer drei Jahrzehnte in Embedded-Entwicklung tätig ist, sammelt Erfahrung in mehreren Branchen — nicht weil das ein Marketingziel wäre, sondern weil die Aufgaben selbst branchenübergreifend sind. Eine Motorsteuerung in einer Kettensäge folgt denselben physikalischen Prinzipien wie eine Motorsteuerung im Pkw. Eine Kamera für die Personenerkennung im Auto verwendet Algorithmen, die auch in der Medizintechnik vorkommen. Ein Industrie-Bus-System ist technisch nicht weit von einem Automotive-Bus entfernt.

Die folgende Übersicht zeigt die neun Bereiche, in denen ich konkrete Projekte realisiert habe. Sie ist nach Häufigkeit und Schwerpunkt geordnet — Automotive steht vorne, weil dort der Berufseinstieg lag und der größte Teil der Praxis stattfand.

Automotive

1. Automotive

Schwerpunkt seit 1990 — angefangen bei Mercedes-Benz, heute für mehrere große Automobilhersteller und deren Zulieferer in Deutschland, Großbritannien und den USA. Erfahrung umfasst Motorsteuerungen, Steuergeräte-Test, Diagnose, Infotainment und sicherheitsrelevante Subsysteme.

  • Motorsteuerungen (4-Takt, 2-Takt, Sicherheitsfunktionen)
  • Kamerasysteme (Rückfahrkameras, Einparkassistenten, Personenerkennung)
  • Steuergeräte-Entwicklung und -Test (ECU)
  • 77 GHz FMCW-Radar — Testautomatisierung für einen Automotive-Zulieferer
  • Infotainment und MOST-Bus-Simulation (siehe Audi-Projekt unter Referenzen)
  • Diagnose-Konzepte (UDS, ISO 14229)
  • Funktionale Sicherheit nach ISO 26262
Medizintechnik

2. Medizintechnik

Erfahrung mit der Entwicklung und dem Test sicherheitskritischer Medizingeräte nach IEC 62304 (Software-Lebenszyklus) und IEC 60601-1 (Gerätesicherheit). Schwerpunkt auf Geräten mit kritischen Messwerten und Patienten-naher Anwendung.

  • Infusionssysteme (PCA, TCI)
  • Reinigungs- und Desinfektionsgeräte
  • Medizinische Datenvisualisierung und -analyse
  • Interpretations-Algorithmen für Stoffwechsel-Messwerte (Glucose, Keton) zur Optimierung von Insulin-Dosierung und Kohlenhydrat-Zufuhr
  • IEC 62304 — Software-Lebenszyklus
  • IEC 60601-1 — Gerätesicherheit
Steuerung

3. Steuerungssysteme

Embedded-Steuerungen für Geräte, Maschinen und Fahrzeuge — von Motorsteuerungen mit härtester Echtzeit-Anforderung bis zu Gebäude-Steuergeräten, die Echtzeit-Signale auf Multiprozessor-Hardware verarbeiten. Die zugrundeliegenden Prinzipien sind in allen Anwendungsfeldern dieselben: deterministisches Timing, robuste Signalverarbeitung und nachvollziehbare Reaktionen auf Anwender-Vorgaben.

  • Elektronische Steuergeräte (Fahrzeuge)
  • Motorsteuerungen (Zündzeitpunkt, Einspritzung, Sicherheit)
  • Geräte- und Maschinensteuerungen
  • MSR-Technik (Messen, Steuern, Regeln)
  • Gebäudeautomatisierung mit Multiprozessor-Hardware: integrierbar ist grundsätzlich alles, was elektrisch angesteuert oder per Sensor erfasst werden kann — Jalousien, Rollläden, Beleuchtung, Heizung, Türen, Bewässerung, Wettersensoren, Bewegungsmelder. Konkret realisiert: integrierte Steuerung von Jalousien und Rollläden, Anbindung von Velux-Dachfenstern über Infrarot-Funk-Schnittstelle ohne zusätzliche Verkabelung, PC-Bedienoberfläche mit zeitgesteuerten Profilen. Auf Wunsch Fernzugriff vom Mobilgerät über direkte verschlüsselte Verbindung zur eigenen Steuerung — ohne Umweg über Server externer Anbieter.
  • Bare-Metal-Echtzeit auf knappen Mikrocontrollern (siehe Stihl-Projekt unter Referenzen)
Signalverarbeitung

4. Navigation und Signalverarbeitung

Algorithmen für Bewegungserfassung, Signalfilterung und Sensordatenauswertung — von analogen Filterstufen bis zu adaptiven digitalen Algorithmen. Eine fachlich sehr alte Disziplin, die in modernen Embedded-Systemen oft den entscheidenden Unterschied macht.

  • 3D-Bewegungserfassung ohne GPS (Beschleunigungssensoren, Kalman-Filter)
  • Digitale Signalfilter (FIR, Fensterfunktionen: Hamming, Hann, Blackman, Kaiser)
  • Analoge Signalfilter (Chebyshev, Butterworth, aktiv und passiv)
  • Sensordatenauswertung in Echtzeit
  • Adaptive Algorithmen für sich verändernde Umgebungen
Kommunikation

5. Kommunikation

Implementierung von Bus-Systemen und Funk-Schnittstellen — von hardware-naher Treiber-Ebene bis zu fehlertoleranter Übertragung mit Reed-Solomon-Codierung. Schwerpunkt liegt nicht nur auf der reinen Datenübertragung, sondern auch auf der Datenorganisation: zu sichernde oder zu übertragende Daten werden so strukturiert, dass automatische Fehlererkennung und -korrektur möglich werden — ob im Funk-Kanal oder im Speicher-Medium.

  • Funk-Schnittstellen (fehlertolerante Übertragung)
  • CAN-Bus, CAN FD, Ethernet, EtherCAT
  • I²C, SPI, MOST, RS232
  • Redundante Datenübertragung
  • Fehlerkorrigierende Codierung (Reed-Solomon) für Datenübertragung und Datenspeicherung
  • Strukturierte Datenorganisation für automatische Fehlererkennung und -korrektur
  • Chirp-Signale für Übertragungen unter erschwerten Bedingungen
Leitwarten

6. Prozessüberwachung und Leitwarten

Embedded-Systeme und Software für die Überwachung, Steuerung und Visualisierung technischer Anlagen. Hier verbindet sich Embedded-Hardware mit Web-Frontends und Echtzeit-Datenverarbeitung.

  • Echtzeit-Dashboards für Anlagen- und Prozessüberwachung
  • Multi-Screen-Layouts mit Trendkurven, Alarmen und Historienansichten
  • Alarm- und Grenzwertlogik mit Eskalationsstufen
  • Sensoranbindung und Datenerfassung (Embedded-Hardware)
  • Web-basierte Bedienkonzepte
  • Mehrkanal-Datenarchivierung
IoT

7. IoT und Datenvisualisierung

Web-Interfaces und Apps zur Überwachung, Steuerung und Analyse von Embedded-Systemen und Messdaten. Diese Schicht entscheidet darüber, wie ein technisches System vom Anwender wahrgenommen wird.

  • IoT-Dashboards und Echtzeit-Monitoring (WebSocket, MQTT)
  • Fernüberwachung und Prozesssteuerung
  • Web-basierte Konfigurations-Interfaces (Flask, REST-API)
  • Messdatenvisualisierung (Chart.js, interaktive Diagramme)
  • Android-Apps für Embedded-Geräte (Kotlin)
Sicherheit

8. Verschlüsselung und Sicherheit

Implementierung kryptografischer Verfahren in Embedded-Kontexten — von etablierten Standard-Algorithmen bis zu maßgeschneiderten Lösungen für hohe Vertraulichkeitsanforderungen. Hinweis: Ab einem bestimmten Verschlüsselungsniveau kann eine Genehmigung der zuständigen Aufsichtsbehörde erforderlich sein, da Verschlüsselungstechnologie nicht in alle Länder ausgeliefert werden darf.

  • AES (128/192/256 Bit)
  • RSA, Twofish
  • Mehrfachverschlüsselung für Hochsicherheits-Anwendungen
  • Echtzeitfähige Verschlüsselung
  • Netzwerksicherheit (VLAN, Port Security)
  • Sichere Bus-Kommunikation
  • Signierte Firmware-Updates und sichere Bootloader
QS

9. Qualitätssicherung

Systematische Absicherung von Embedded-Systemen — auf Hardware-Ebene, auf Code-Ebene und auf System-Ebene. Qualitätssicherung ist nicht nachgelagerter Schritt, sondern Teil der Entwicklung von Anfang an.

  • PCB-Überprüfung und Design Review
  • Code-Review und statische Analyse
  • Manuelle Tests und Testautomation
  • Technische Dokumentation (inklusive Videodokumentation)
  • Kalibrierung (Strom, Spannung, Temperatur, Druck)
  • Validierung gegen Anforderungen
  • ASPICE-konforme Test-Spezifikation

Welche Bereiche kombinieren sich häufig

Die meisten realen Projekte fallen nicht in genau einen der oben genannten Bereiche, sondern kombinieren mehrere. Typische Kombinationen aus der Praxis:

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